退火孿晶

退火孿晶是低層錯能面心立方金屬材料中比較常見的一種顯微組織，使用技術的鍛造和高温燃燒，使晶粒長大後發生異常，通過退火孿晶形成背後的科學的研究，積累了一定的經驗，這些斑點在生產線、金屬材料控制和使用退火孿晶這種微觀結構發展更完美。隨着現代金屬材料和冶金科學技術的發展，人們對材料微觀結構控制的重要性有更深刻的理解，也不斷在探索中發明更多的有效方法。退火孿晶是一個低級錯誤，可以由面心立方金屬變形再結晶退火後形成的常見的組織形式，正常條件下的熱淬火、研究過熱和控制在實際生產的金屬晶粒長大有現實意義。

退火孿晶包括三個典型的退火孿晶形式：晶界交角處的退火孿晶、貫穿晶粒的完整退火孿晶、一端終止於晶內的不完整退火孿晶。人們普遍認為退火孿晶形成的晶粒生長的過程中，出現一共格的孿晶界並隨之而在晶界角處形成退火孿晶。

退火孿晶是在晶粒生長過程中形成的，當晶粒通過晶界移動而生長時，原子層在晶界角在堆垛順序的意外障礙，退火孿晶是運動的大角度晶界。在成長的過程中，如果原子在一個孿晶帶，恢復原來的表面發生錯誤的疊層順序，則形成第二個共格孿晶界構成了孿晶帶。晶粒生長是一個複雜而有規律的過程，只有真正瞭解晶粒的生長機制和過程，才可能真正理解什麼是退火孿晶。晶粒生長過程如下圖《晶粒生長過程》所示。

橫向形成機制的本質是層錯，該機制適用於“穿晶型”退火孿晶，延長而增加加熱温度和保温時間，奧氏體晶粒尺寸由大角晶界遷移的增長。在遷移過程中，由於熱應力的作用，抵抗的粒子很容易使晶界的形成層表面堆積序列發生在斷層，斷層性質相當於一個原子的雙胞胎。穩定的雙核心位置至關重要，隨着運動長大的大角度晶界，在成長的過程中，如果發生錯誤的堆原子在表面，恢復原始的疊層順序，並形成 一個錯層，即形成了一完整的穿晶型退火孿晶，這就是退火孿晶晶粒的橫向形成機制。

縱向形成機制的本質是不全位錯按極軸機制的運動，該機制適用於“中止型”退火孿晶，中止型退火孿晶是不連貫的孿晶，橫向相干的孿晶面和結束時的晶界。接口可以因此增長，方式是通過雙接口和大角度晶界遷移。由於不完全脱位是根據機制的極軸運動，退火孿晶將繼續成長，各種各樣的新思想、新觀念和新技術層出不窮，其應用領域不斷擴大，多晶材料在開採過程中不斷顯示巨大的潛力，不僅使合金的整體性能得到改善，而且是使抗晶界失效性能得到改善的有效途徑，這就是退火孿晶 晶粒的縱向形成機制。 ^[1] 

通過控制顯微組織使材料的性能滿足使用的要求，這是現代材料科技工作者的一項重要工作內容。在合成材料、加工和使用過程中微觀結構有可能改變，除了熔鍊和鑄造在現代鋼鐵行業，使用變形和熱處理來控制微觀結構的鋼。退火孿晶這種微觀結構，在各種各樣的面心立方金屬，通過光學顯微鏡觀察退火孿晶。隨着發展的微觀分析方法，特別是電子顯微鏡的出現，在退火孿晶的研究有進一步的認識。退火孿晶晶粒和矩陣有一個特定的取向關係，雙晶粒取向和矩陣之間的關係，相對於另一 個晶體繞某一低指數的晶軸旋轉某特定的角度後。

隨着現代分析檢測儀器的發展，現在已經能夠方便的獲取及標定晶體樣品表面晶粒的取向及自動判定晶粒之間的取向關係，這就是電子背散射衍射EBSD技術。當電子束入射到表面和材料之間的相互作用可以產生各種信號，散射電子錶面效應與水晶樣品後會產生衍射模式，電子背散射衍射模式和晶體結構和位置相對於入射光 晶體取向，確定不同的相結構。EBSD可以完全和定量確定樣品基於晶體定位信息的微觀結構，可以為快速方便地確定退火孿晶結晶學的關係提供保證。可以通過適當的變形和熱處理工藝改進的退火孿晶界及其相關的比例晶界，從而使材料與晶界有關的性能得到大幅度提高。

金屬材料退火孿晶的應用基於其作用，作用主要是改善金屬特性，從而達到讓材料更加優質地服務人類生活的目的。退火孿晶的形成，使原來的粗大奧氏體晶內型退火孿晶晶粒細化，懸掛式退火孿晶是由於“分裂”的影響破壞完整性的原始奧氏體晶粒尺寸。兩個退火孿晶是增加數量的原始奧氏體晶界，在隨後的緩慢冷卻或加熱平衡組織變化和新階段將增加數量的成核，可以細化晶粒尺寸。可見，退火孿晶金屬材料主要體現在優良的晶粒，而細化晶粒可以有效改善金屬材料特性，使得金屬材料的應用範圍更廣泛。 ^[1]